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1、操作系统原理科技论文题 目： 操作系统的发展 院 （系）： 软件学院 专 业： 软件 11-6 学生姓名： 张雪东 学 号： 1120010623 指导教师： 郭伟 软 件 学 院2012 年 12 月 28 日操作系统的发展张雪东（辽宁工程技术大学 软件学院 计 HR04-* 辽宁 葫芦岛 125105）摘 要：电子计算机诞生以来,计算机操作系统的研究取得了长足进展。现在,操作系统进入了社会生活的各个方面,涉及大型计算机、个人计算机、移动便携设备、其他自动化设备等各个层次的应用领域。在几十年的发展历程中,各种操作系统应运而生,面对外国商业软件在中国的事实垄断,重新审视中国基础软件发展战略、配
2、套政策和实施方法已经到了刻不容缓的地步。有鉴于此,文章比较了Windows、Unix和Linux三种操作系统的技术现状,并结合国产操作系统的现状提出了发展我国软件产业的对策。关键词操作系统；windows；unix；linux；现状；问题；发展1 引言：操作系统是控制其他程序运行，管理系统资源并为用户提供操作界面的系统软件的集合。操作系统（英语；Operating System，简称 OS）是一管理电脑硬件与软件资源的程序，同时也是计算机系统的内核与基石。操作系统身负诸如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。操作系统是管理计算机系统的
3、全部硬件资源包括软件资源及数据资源;控制程序运行;改善人机界面;为其它应用软件提供支持等，使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用，为用户提供方便的、有效的、友善的服务界面。操作系统是一个庞大的管理控制程序，大致包括5 个方面的管理功能:进程与处理机管理、作业管理、存储管理、设备管理、文件管理。目前微机上常见的操作系统有DOS、OS/2、UNIX、XENIX、LINUX、Windows、Netware 等。但所有的操作系统具有并发性、共享性、虚拟性和不确定性四个基本特征。目前的操作系统种类繁多，很难用单一标准统一分类。根据应用领域来划分，可分为桌面操作系统、服务器操作系统、主机操作系统、嵌入式操
4、作系统。2 操作系统发展现状自 20 世纪中期电子计算机诞生以来, 计算机操作系统的研究取得了长足进展。现在, 操作系统进入了社会生活的各个方面, 涉及大型计算机、个人计算机、移动便携设备、其他自动化设备等各个层次的应用领域。在几十年的发展历程中, 各种操作系统应运而生, 现在最具代表性的是Windows、Unix 和 L inux 三种操作系统。它们发展的最成熟, 对计算机科学技术的贡献最大。1.1 Windows 操作系统Windows 是一款流行的操作系统, 在全球桌面操作系统市场中占有 90%左右的份额, 同时在中低端服务器市场也有广泛的应用, 如 Web 服务器和数据库服务器。近年微
5、软花费了大量的研发经费提高 Windows 运行企业大型程序的能力,以图扩展应用领域。Windows 作为一个现代操作系统, 无论在技术方面, 还是在市场方面, 都是成功的。1.2 UNIX 类操作系统UNIX 操作系统具有统一开放的事实标准和认证规范。该规范使不同 UN IX 操作系统上开发的应用程序可以轻松移植, 极大地促进了 UNIX 的发展和应用。IBM、升阳、惠普、思高集团、SGI 等公司都在不停地发展各自的 UNIX 产品。UNIX 已经成为大型机、服务器以及工作站的主要操作系统。UNIX 商业化计划催生了 GNU 计划, 推动了FreeBSD、Linux 等开源 UNIX 类操作
6、系统的发展。Linux 作为 UNIX 技术的继承者, 日益得到越来越多的服务器设备、数据库和中间件等软硬件厂商的支持, 并对商业版UNIX 系统构成很强的威胁。开源软件模式及其实现的价值越来越得到社会的认可。以开源 Linux 等为代表的类 UNIX 操作系统在不断地侵蚀 UNIX 的市场空间。1.3 Linux 操作系统无论从硬件还是从软件来讲, Linux 都已经是一个成熟的操作系统。免费与开源的特性使得 Linux 对 Windows 的威胁也越来越大。在服务器和嵌入式系统市场上, Linux 已经是主流的操作系统之一。Linux现正稳步拓展桌面操作系统市场。随着Linux 的流行,
7、越来越多的厂商开始在其销售的计算机上预装 Linux。1.4 Windows、Unix 与 Linux 的比较分析作为三大主流操作系统, Windows、Unix 与 Linux 各有优劣。 技术特性比较在服务器领域, Windows 和 Linux 在性能上的提升以及对集群架构和高性能硬件支持的不断完善, 使得越来越多的用户选择这两种系统的服务器。UNIX 的传统优势主要体现在硬件的高性能和高可靠性上。但随着 AMD64、EM64T 等 x86 体系开放平台的性能和可靠性不断提升, 特别是目前流行的多处理器和多核 硬件技术以及集群方面软件技术的不断成熟, 它们开始胜任高强度的计算和数据处理。
8、在高性能计算机领域, Linux 近几年取得快速进展, 目前已遥遥领先于 Unix 和 Windows。在个人计算机领域, Windows 系统界面友好统一。长时间的市场优势地位使得各硬件厂商为其提供了丰富的驱动程序, 且版本更新频繁。Linux 的图形界面风格依发行版不同而不同。由于与内核分开, 图形界面系统的运行效率略低于 Windows, 但稳定性更好。命令行界面则需要一定的计算机知识。驱动程序、软件支持不如 Windows 丰富, 但已经可以满足办公需求, 且 Windows 的差距正在缩小。另外, 源代码级别的可定制性也是Linux 的重要特色。Unix 在个人计算机的普及较低, 主
9、要是具有较高计算机水平的人员在使用。 安全性比较从安全性的角度来考虑, Linux 设计优秀, 先天病毒免疫能力较强 ; 另外由于普及率不高, 所以病毒相对较少。然而,随着更多的 Linux 系统连接到局域网和广域网, 受攻击的可能也会越更高。日前, 各大Linux 发行版厂商正在不断努力,加大对Linux 发行版的安全性研发的投入。Windows 经过不断的完善, 已经成长为一款安全性较好的操作系统。虽然针对 Windows的各种病毒最多, 但这与其长时间的高市场占有率有很大关系。只要用户配置得当, 具有良好的使用习惯, Windows 一般都能提供足够的安全保障。但 Windows 是一款
10、闭源软件, 闭源引起的对后门程序的担忧,使得很多政府和机构出于信息安全的考虑, 放弃 Windows 而转向 Linux。UNIX 具有高效稳定的特点, 常常作为企业关键应用的操作系统。一般认为, 只要维护得当, UNIX 具有较高的安全性。但这需要专业的技术人员, 维护费用也相对较高。 资源消耗比较从消耗的资源来看, Windows 系统越来越大, 占用的硬件资源越来越多, 数量庞大的命令行对系统稳定性也是一种威胁。此外, 所有这些也带来了能耗的提高。Linux 对硬件要求较低, 可在较低档的机器上获得很好的性能, 其稳定性也值得称道。Linux 系统及其平台之下的许多应用软件具有完善功能的
11、同时又体积小巧、节省带宽及其它资源。小型化、可定制化是未来的趋势。不过也有人认为, 硬件资源的消耗不是严重问题, 因为其发展速度大大超过了操作系统的需求。计算机硬件的发展不会停下脚步。随着更高性能硬件的普及和成本的下降, 操作系统对硬件的要求可以在较低成本内得到满足。 成本比较从成本上讲, Linux 总体上要比Windows 和 Unix 低。在服务器市场, UNIX服务器的成本最高。因此, 对于未来 UNIX的发展, IBM、升阳、惠普和 SGI 等 UN IX厂商巨头正处于两难选择。它们大都采取了“两条腿”走路的方法, 一条是 UNIX, 另一条则是开放的基于工业标准的服务器系统,并与开
12、源 Linux 兼容。在桌面领域, Windows 系统的价格要远高于 Linux, 在发展中国家这一问题更为突出。这是由Windows 的开发模式和市场优势地位决定的。庞大的开发团队和软件规模使 Windows 的开发成本相对较高, 事实上的市场优势地位也使得微软敢于抬高价格。随着世界各国不断加大反垄断力度, 微软已开始推出价格较低的简装版 Windows。与其它操作系统不同, Linux 操作系统的内核是完全免费的, 虽然发行版可收取合理的利润, 但远远低于其它商业操作系统的售价, 很有吸引力。大部分用于 Linux 系统的软件都可以自由获取, 同样功能的软件也会有很多种选择。由于社区和厂
13、商的努力, Linux 操作系统的技术支持更容易获得,费用也更低。2 操作系统的发展趋势操作系统功能的不断增加有两个方面原因：一个原因是不断满足用户的需求，另一个原因是新技术的不断出现。不断增加的功能并不是每个用户所能用得到的，然而操作系统作为一个标准的套装软件必须满足尽可能多用户的需要，于是系统不断膨胀，功能不断增加，并逐渐形成从开发工具到系统工具再到应用软件的一个平台环境。操作系统内核将呈现出多平台统一的趋势，传统的操作系统内核主要采用模块化设计技术，只能应用于固定的平台。嵌入式系统是以应用为中心的系统，不会像 PC 一样只有一种平台，但它会吸取 PC的成功经验，形成不同行业的标准。1.1
14、 何为嵌入式系统和嵌入式操作系统 Internet 和网络的迅速普及应用，并向家庭领域不断扩展，使消费电子、计算机、通信一体化趋势日趋明显，嵌入式系统再度成为研究和应用的热点。 嵌入式系统被描述为：以应用为中心，软硬件可裁减的，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格需求的专用计算机系统。 嵌入式操作是一种实时的、支持嵌入式系统应用的操作系统软件，他是嵌入式系统极为重要的组成部分，通常包括和硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图像界面。目前，嵌入式操作系统的品种较多，据统计，仅用于信息电器的嵌入式操作系统就有 40 种左右，其中较为流行的主要有： 视窗系统
15、 CE、Palm OS、Real-Time Linux、VxWorks、pSOS、PowerTV 及Microware 公司的 OS-9。和通用操作系统相比较，嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固态化及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。 1.2 需要面向应用、专用特制的新一代嵌入式操作系统 在工业控制及其他相关领域的长期应用和商业竞争中已逐渐形成了一些较为成功的嵌入式操作系统，其中主流的嵌入式操作系统有视窗系统 CE、 Palm OS、Embedded Linux、VxWorks、pSOS 及OS-9 等。我们通过对这些系统进行分析认为，他们虽然提供了较为强大的类似于桌
16、面操作系统的功能，但针对嵌入式系统的特征和特性而言，其一起的缺点是缺乏应用的高效性，网络连接功能较差，系统对应用程式研发支持相对较弱，因此，迫切需要面向应用的、专用特制的新一代嵌入式操作系统。 目前各种嵌入式 Linux 操作系统正迅速发展，已形成了能和视窗系统 CE 等嵌入式操作系统进行有力竞争的局面。嵌入式Linux 操作系统的迅速崛起，主要由于人们对免费软件的渴望和嵌入式系统应用的特制性，需求提供系统源码层次上的支持，而嵌入式 Linux 正适应了这一需求，他不仅具有开放原始码，系统内核小、效率高、内核网络结构完整，裁减后的系统非常适于如信息家电等嵌入式系统的研发。 特定应用的嵌入式实时操作系统（是指面向应用的、专用特制
